Illustration schématique révélant des études d'interactions matériau-sang via une modification et une analyse systématiques de la microstructure des matériaux. Crédit :ETH Zurich
Les progrès dans la conception des dispositifs médicaux ont considérablement amélioré les taux de survie des patients, mais les métaux actuellement employés, qui sont principalement à base de titane cristallin, provoquent encore une réponse thrombotique au contact du sang, avec des conséquences potentiellement mortelles. Ce problème grave a également été reconnu dans le projet Zurich Heart de la médecine universitaire de Zurich (HMZ), qui vise à développer des dispositifs d'assistance ventriculaire (VAD) pour soutenir les cœurs potentiellement défaillants.
Dans le cadre du projet Zurich Heart, des chercheurs du Laboratoire de physique et de technologie des métaux de l'ETH et de l'Empa ont réalisé une étude détaillée des interactions matériau-sang et ont systématiquement varié la microstructure du matériau et les réponses des composants sanguins pour différentes échelles de temps et complexités, allant des protéines sanguines au sang humain total. Les auteurs de la Matériaux fonctionnels avancés article a étudié un verre métallique massif à base de palladium (Pd-) et a observé qu'il présentait une thromborésistance sensiblement plus élevée que les alliages de titane de pointe. Par rapport au Ti64, le verre de Pd a stimulé l'étalement accru des plaquettes, mais une agrégation plaquettaire réduite et une activation considérablement réduite, entravant la formation potentielle de fibrine et générant ainsi une thrombogénicité globalement réduite. Pour démêler le mécanisme associé, les auteurs ont montré que les propriétés thromborésistantes supérieures du verre Pd sont liées à des différences de conformation du fibrinogène adsorbé en surface sur les surfaces Pd.
Tenant compte des propriétés mécaniques supérieures des verres métalliques, les auteurs concluent que le verre Pd en vrac a un immense potentiel en tant que matériau en vrac en contact avec le sang, sans besoin de revêtement, en particulier pour le déploiement dans des dispositifs médicaux tels que les VAD.